Name: circulatory system: blood flow and pressure
Uploaded: 2019-01-31T09:26:31.000Z
Duration: 5 min 33 s
Channel: JoVE

K12 Standards

Tennessee Academic Standards

High School

Biology

from-molecules-to-organisms-structures-and-processes

From Molecules to Organisms: Structures and Processes

BIO1.LS1.8

Physiology of the Circulatory System

Fizjologia to gałąź biologii, która opisuje, jak organizmy funkcjonują i przystosowują się do różnych środowisk. Jednym z najważniejszych układów narządów, które definiują fizjologię organizmu, jest układ krążenia, który transportuje krew, składniki odżywcze, tlen i hormony w całym ciele. U ludzi pomiar funkcji układu krążenia można uzyskać, mierząc ciśnienie krwi. Termin ciśnienie krwi opisuje ciśnienie boczne wytwarzane przez krew na ściankach naczyń. 
Jednym z najważniejszych zastosowań pomiaru ciśnienia krwi jest sprawdzanie podwyższonego ciśnienia krwi, stanu określanego jako nadciśnienie. Jedna na trzy osoby dorosłe w Stanach Zjednoczonych cierpi na nadciśnienie tętnicze i jest to jedna z głównych przyczyn chorób sercowo-naczyniowych. Sprzęt potrzebny do tradycyjnego pośredniego pomiaru ciśnienia krwi obejmuje stetoskop i ciśnieniomierz. Ciśnieniomierz składa się z mankietu do pomiaru ciśnienia krwi zawierającego rozciągliwy pęcherz oraz gumowej gruszki z regulowanym zaworem, który po zamknięciu pomaga w napompowaniu mankietu, a po otwarciu uwalnia nagromadzone ciśnienie. Składa się również z rurki łączącej mankiet z bańką i manometrem, który wyświetla ciśnienie w mankiecie w milimetrach słupa rtęci. W celu zarejestrowania odczytu ciśnienia krwi egzaminator owija mankiet wokół tętnicy ramiennej, umieszcza stetoskop nad tą tętnicą, napompowuje mankiet powyżej oczekiwanego ciśnienia skurczowego, a następnie opróżnia go podczas jednoczesnego osłuchiwania i obserwacji manometru. Początkowo, gdy mankiet jest całkowicie napompowany, tętnica jest ściśnięta, a przepływ krwi zostaje zatrzymany. Tak więc podczas osłuchiwania nie słychać dźwięku. Po opróżnieniu pierwsze pojawienie się dźwięków Korotkowa oznacza ciśnienie skurczowe, które jest słyszalne ze względu na turbulentny przepływ w częściowo ściśniętej tętnicy. Dalsza deflacja powoduje ciągły spadek ciśnienia w mankiecie, a dźwięki Korotkoffa pozostają słyszalne przez cały czas, aż do momentu, w którym ciśnienie w mankiecie jest poniżej minimalnego ciśnienia tętniczego. Ten odczyt oznacza ciśnienie rozkurczowe. Frakcja skurczowa nad rozkurczową jest rejestrowana jako końcowy odczyt ciśnienia krwi. 
Innym ważnym wskaźnikiem fizjologii człowieka jest częstość oddechów, czyli liczba oddechów na minutę. Powietrze, którym oddychamy, przemieszcza się przez tchawicę, do płuc przez oskrzela. Wewnątrz płuc przechodzi przez oskrzeliki, aby ostatecznie dostać się do wyspecjalizowanych worków powietrznych zwanych pęcherzykami płucnymi. Pęcherzyki płucne są otoczone naczyniami włosowatymi, które umożliwiają dyfuzję wdychanego tlenu do naszego krwiobiegu i ułatwiają wydalanie dwutlenku węgla, utrzymując w ten sposób homeostazę naszego systemu. W przypadku ssaków, takich jak ludzie, utrzymanie homeostazy obejmuje utrzymanie względnie stałej temperatury ciała, niezależnej od temperatury otoczenia. Ta właściwość sprawia, że jesteśmy endotermami. Dlatego nasze tempo przemiany materii i tempo oddychania pozostają względnie stałe. Wręcz przeciwnie, prawie wszystkie ryby, w tym złote rybki, mają wewnętrzną temperaturę ciała, która prawie odpowiada temperaturze otaczającego je środowiska. Takie organizmy nazywane są ektotermami. Ponieważ nie utrzymują aktywnie stałej temperatury wewnętrznej, ich metabolizm i tempo oddychania zmieniają się, aby skompensować wahania temperatury otoczenia. Częstość oddechów u ryb można zmierzyć, licząc uderzenia skrzeli, wznoszenie się i opadanie wieczka lub pokrywy skrzelowej na minutę. Jest jeszcze jeden czynnik, który wpływa na tempo oddychania organizmów wodnych. Należy pamiętać, że ryba wdycha rozpuszczony tlen obecny w jej otoczeniu. A ilość dostępnego rozpuszczonego tlenu w wodzie zależy od temperatury wody. Zmniejsza się wraz ze wzrostem temperatury, co z kolei wpływa również na częstość oddechów. 
W tym laboratorium będziesz badać ludzki układ krążenia, mierząc ciśnienie krwi w różnych warunkach, a następnie badać wpływ temperatury na oddychanie za pomocą ryb.

fizjologia układu krążenia

<h4>Homeostaza</h4>
Warunki w środowisku zewnętrznym organizmu mogą zmieniać się szybko i drastycznie. Aby przetrwać, organizmy muszą utrzymywać w miarę stałe środowisko wewnętrzne, które obejmuje ciągłą regulację temperatury, pH i innych czynników. Ten zrównoważony stan jest znany jako homeostaza, która opisuje procesy, dzięki którym organizmy utrzymują optymalne warunki wewnętrzne. Aby utrzymać homeostazę, organizmy rozwinęły struktury o różnych funkcjach. Fizjologia to nauka o normalnych funkcjach i mechanizmach różnych układów w organizmie. Na przykład, jeśli środowisko zewnętrzne stanie się cieplejsze niż idealna temperatura wewnętrzna, organizm aktywuje procesy fizjologiczne, które powstrzymają ciało przed ogrzaniem się do temperatury zewnętrznej. Ludzie i wiele innych zwierząt osiąga homeostazę poprzez odrębne procesy fizjologiczne w wyspecjalizowanych komórkach.
<h4>Układy narządów u ludzi</h4>
Jeden lub więcej typów komórek o funkcjach wspomagających tworzy tkanki, które z kolei tworzą narządy o wyspecjalizowanych funkcjach organizmu. Układy narządów składają się z dwóch lub więcej narządów, które współpracują ze sobą, aby zapewnić wspólną funkcję. Układ fizjologiczny kręgowców składa się z 11 głównych układów narządów. Chociaż wszystkie układy narządów są ze sobą połączone, funkcjonują one w pewnym stopniu niezależnie od siebie.
Ciało pokryte jest układem powłokowym, który składa się ze skóry, włosów, paznokci, receptorów czuciowych i różnych gruczołów. Oprócz ochrony struktur wewnętrznych, narządy powłokowe wyczuwają wiele cech środowiska zewnętrznego i pomagają regulować temperaturę ciała. Wewnętrznie narządy są chronione i wspierane przez układ kostny, który składa się z kości, chrząstek, ścięgien i więzadeł. Układ kostny zapewnia również przyczep dla mięśni tworzących układ mięśniowy. Mięśnie mogą poruszać ciałem, poruszając szkieletem lub kurczyć się, aby przenosić substancje przez puste narządy. Układ nerwowy składa się z mózgu, rdzenia kręgowego i nerwów obwodowych. Interpretuje bodźce sensoryczne i kieruje zachowaniem organizmu w celu kontrolowania procesów fizjologicznych wraz z innymi układami. Układ hormonalny składa się z gruczołów i narządów wydzielających hormony, w tym przysadki mózgowej, tarczycy, trzustki, jajników i jąder. Reguluje wzrost, metabolizm i rozmnażanie wraz z innymi układami. Układ oddechowy kontroluje wymianę gazową w celu zaopatrzenia organizmu w tlen, ponieważ usuwa dwutlenek węgla w płucach po przejściu powietrza przez jamę nosową, gardło, krtań, tchawicę i oskrzela. Układ trawienny przetwarza i rozkłada pokarm, który jest przyjmowany przez jamę ustną i przełyk, a następnie przemieszczany przez żołądek, jelito cienkie i grube przed wydaleniem przez odbytnicę i odbyt. Składniki odżywcze są wchłaniane w jelicie cienkim i grubym, a następnie przetwarzane przez wątrobę. Układ moczowy koncentruje i eliminuje odpady azotowe przez nerki, pęcherz moczowy i cewkę moczową. Pozbywa się również nadmiaru wody z organizmu. Układ sercowo-naczyniowy lub krążenia składa się z serca, naczyń krwionośnych i krwi i dostarcza tlen i składniki odżywcze do tkanek, jednocześnie usuwając dwutlenek węgla i produkty przemiany materii w całym ciele. Układ limfatyczny utrzymuje odpowiedź immunologiczną organizmu za pośrednictwem białych krwinek lub limfocytów (znajdujących się w czerwonym szpiku kostnym), grasicy, naczyń limfatycznych, przewodu piersiowego, śledziony i węzłów chłonnych. Wreszcie układ rozrodczy przygotowuje komórki rozrodcze organizmów. U mężczyzn jądra i penis tworzą układ rozrodczy, podczas gdy u kobiet macica, jajniki i pochwa stanowią układ rozrodczy.
<h4>Fizjologia układu krążenia</h4>
Fizjologia organizmów jednokomórkowych i podstawowych zwierząt wielokomórkowych, takich jak gąbki, jest często prosta. Na przykład mały rozmiar i duży stosunek powierzchni do objętości mikroorganizmów pozwala im osiągnąć regulację poprzez dyfuzję przez błonę komórkową. Podobnie woda morska krąży w porach gąbek, przenosząc składniki odżywcze i produkty przemiany materii do iz komórek. Bardziej złożone zwierzęta rozwinęły układy krążenia do przemieszczania krwi w całym ciele w celu transportu składników odżywczych, produktów przemiany materii, hormonów i innych cząsteczek, podczas gdy układy oddechowe umożliwiają wymianę gazową między układem krążenia a środowiskiem zewnętrznym. 
Układ krążenia u zwierząt może być otwarty lub zamknięty. Otwarte układy krążenia są zwykle obecne u wielu bezkręgowców i składają się z jednego lub więcej prostych serc, sieci naczyń i połączonych ze sobą przestrzeni, które bezpośrednio kąpią narządy wewnętrzne w płynie umożliwiającym wymianę materiałów. Kręgowce mają zamknięty układ krążenia, w którym krew jest zamknięta w zamkniętym systemie naczyń, który rozgałęzia się szeroko w tkankach, aby zapewnić wymianę materiału. Ten zamknięty system naczyń krwionośnych jest połączony z sercem, w którym żyły przenoszą krew z tkanek w kierunku serca i tętnice przenoszące krew z serca do reszty ciała. Serca czterokomorowe, takie jak u ludzi, są związane z dwiema pętlami naczyń. U ludzi zubożona w tlen krew z narządów dostaje się do serca przez prawy przedsionek, który kurczy się, aby przepchnąć krew do prawej komory, która z kolei wysyła krew do płuc. Po wymianie gazowej w płucach krew bogata w tlen wraca do lewego przedsionka, a następnie jest wpychana do lewej komory. Ta ostatnia komora jest bardziej muskularna niż inne i przy silnym skurczu jest w stanie pompować krew do reszty ciała.
Zamknięte układy krwionośne umożliwiają szybkie krążenie krwi, co z kolei umożliwia szybki i sprawny transport substancji po całym organizmie, a także wyższe ciśnienie krwi niż w układach otwartych. Ciśnienie krwi jest generowane przez skurcz komór serca, gdy krew jest wtłaczana do tętnic. Gdy komory serca rozluźniają się, ciśnienie krwi spada.
<h4>Ciśnienie krwi</h4>
U ludzi funkcjonowanie układu krążenia można ocenić, mierząc ciśnienie krwi i odpowiadające mu tętno u danej osoby. Ciśnienie krwi mierzy się w milimetrach słupa rtęci (mmHg), czyli wysokości w milimetrach, do której podnosi się rtęć w kolumnie pod wpływem wywieranego na nią ciśnienia. Tętno jest mierzone w uderzeniach na minutę. Ze względu na skurcze i ruchy relaksacyjne serca, odczyty ciśnienia krwi składają się z dwóch liczb - skurczowej i rozkurczowej. Ciśnienie skurczowe mierzy się podczas skurczów komór, a ciśnienie rozkurczowe to minimalne ciśnienie w tętnicach podczas odpoczynku między skurczami. Ogólnie rzecz biorąc, ciśnienie skurczowe 90-120 mmHg i ciśnienie rozkurczowe 60-80 mmHg są uważane za zdrowe. Jeśli chodzi o tętno, 60-100 uderzeń na minutę jest uważane za zdrowe dla dorosłych. Sportowcy na ogół mają niższe tętno, ponieważ ćwiczenia sercowo-naczyniowe podnoszą tętno i sprawiają, że serce pompuje bardziej efektywnie, co ostatecznie zmniejsza tętno spoczynkowe1.
Podwyższony poziom ciśnienia krwi przez dłuższy czas lub nadciśnienie może uszkadzać naczynia krwionośne i jest powiązane z zawałem serca i udarem mózgu2. Naukowcy odkryli, że wpływ ciśnienia skurczowego i rozkurczowego na układ sercowo-naczyniowy jest różny, tak że częstość zdarzeń sercowo-naczyniowych jest silnie związana z ciśnieniem skurczowym. Dlatego liczba pacjentów ze skurczowym nadciśnieniem tętniczym, którzy cierpią na incydenty sercowo-naczyniowe, jest wyższa niż liczba pacjentów z nadciśnieniem rozkurczowym3. Czynniki genetyczne, a także styl życia i czynniki środowiskowe mogą powodować nadciśnienie i choroby układu krążenia. Na przykład spożywanie dużych ilości soli powoduje zatrzymywanie nadmiaru wody w organizmie, podnosząc ciśnienie krwi i obciążając naczynia krwionośne. Wszelkie uszkodzenia naczyń krwionośnych sprawiają, że są one podatne na urazy, co stwarza powierzchnie do gromadzenia się płytki nazębnej, ostatecznie usztywniając naczynia krwionośne i zmniejszając efektywność przepływu krwi.
Pomiary ciśnienia krwi
Ciśnieniomierze służą do pomiaru ciśnienia krwi. Składają się z nadmuchiwanego mankietu, który jest połączony z pompą (ręczną lub automatyczną) i manometrem. Najbardziej efektywnym sposobem użycia ciśnieniomierza jest użycie go na tętnicy ramiennej na ramieniu, która znajduje się na poziomie serca. Ciśnieniomierze są używane w połączeniu ze stetoskopem, który jest akustycznym urządzeniem medycznym służącym do słuchania dźwięków wewnętrznych za pośrednictwem metalowego dysku lub rezonatora. Stetoskop jest trzymany tuż pod ciśnieniomierzem, tuż nad wewnętrzną stroną łokcia danej osoby, aby zmierzyć dźwięki skurczowego i rozkurczowego ciśnienia krwi. Mankiet jest napompowany do 200 mmHg, zatrzymując przepływ krwi poprzez ściskanie naczyń krwionośnych i jest to bezpieczny nacisk, jaki można zastosować na ramię. Gdy mankiet opróżnia się, naczynia krwionośne zaczynają się otwierać, a krew może ponownie przepływać. Skurczowe ciśnienie krwi jest oznaczone pierwszym słyszanym dźwiękiem, a ciśnienie rozkurczowe jest określane przez ostatni słyszany dźwięk. Dźwięki te nazywane są dźwiękami Korotkowa, które są dźwiękiem krwi siłą przepychanej przez naczynia krwionośne przez serce4.
<h4>Układ oddechowy</h4>
Układ krążenia ściśle współpracuje z układem oddechowym, aby dostarczać tlen do tkanek, jednocześnie usuwając dwutlenek węgla. Różne organizmy rozwinęły odrębne struktury oddechowe do wymiany gazowej. Na przykład wiele zwierząt wodnych wymienia gazy przez skrzela. Ruchy skrzelowe są łatwe do zaobserwowania i można je wykorzystać do obliczenia częstości oddychania organizmów wodnych, zliczając, ile razy organizm porusza pokrywą skrzelową lub wieczkiem. Tempo oddychania może zmieniać się wraz z temperaturą, ponieważ cząsteczki tlenu są transportowane z różną szybkością w zależności od tego, jak ciepłe lub chłodne jest środowisko. W środowisku wodnym ilość dostępnego rozpuszczonego tlenu w wodzie zmniejsza się wraz ze wzrostem temperatury. Zmniejszona ilość tlenu ma wpływ na tempo oddychania organizmów wodnych, biorąc pod uwagę ich zdolność do dyfuzji tlenu w ich ciałach. Z drugiej strony zwierzęta lądowe mają wewnętrzne struktury oddechowe, takie jak płuca. U ludzi oddychanie polega na wdychaniu poprzez kurczenie się przepony w celu wciągnięcia powietrza. Kiedy przepona się rozluźnia, powietrze jest biernie uwalniane z płuc.
Palenie tytoniu jest główną przyczyną raka płuc, odpowiedzialnego za 80-90% zgonów z powodu raka płuc. Każdego roku ponad 120 000 Amerykanów umiera z powodu raka płuc związanego z paleniem tytoniu i stanowi dużączęść zgonów, którym można zapobiec. Podsumowując, styl życia przyczynia się do zdrowia zarówno układu krążenia, jak i oddechowego, a zmianie stylu życia można zapobiec znacznej liczbie zgonów.
<h4>Odwołania</h4>
<ol class="referencje">
	<li>Wilson, MG, Ellison, GM i, NT. Podstawowa nauka stojąca za korzyściami sercowo-naczyniowymi ćwiczeń. Br J Sport Med . 2016, 50(93-99).</li>
	<li>Psaty, BM i wsp. Związek między poziomem ciśnienia krwi a ryzykiem zawału mięśnia sercowego, udaru mózgu i śmiertelności całkowitej: badanie zdrowia układu sercowo-naczyniowego. Arch Stażysta Med. 2001 , Vol. 161, 9 (1183-92).</li>
	<li>Kannel, WB. Podwyższone skurczowe ciśnienie krwi jako czynnik ryzyka sercowo-naczyniowego. Am. J. Cardiol. 2000, tom 85, 2 (251-5).</li>
	<li>Perloff, D, i wsp. Oznaczanie ciśnienia krwi człowieka za pomocą sfigmomanometrii. cyrkulacja. 1993, tom 88, 5 (2460-70).</li>
	<li>Amerykański Departament Zdrowia i Opieki Społecznej. . . Konsekwencje zdrowotne palenia: raport Naczelnego Lekarza. Rok 2004.</li>
</ol>

Fizjologia układu krążenia

Homeostaza
Warunki w środowisku zewnętrznym organizmu mogą zmieniać się szybko i drastycznie. Aby przetrwać, organizmy muszą utrzymywać dość ...

Education

JoVE Lab Manual

Biologia

Fundamentals

Podstawy

circulatory system: blood flow and pressure

The circulatory system moves blood, oxygen, nutrients, and wastes through the body to support homeostasis. Homeostasis is the stable internal balance that organisms must maintain even when the outside environment changes. Physiology is the study of how body systems work, and the circulatory system is one of the key systems that helps keep internal conditions steady.

Body systems are built from cells, tissues, organs, and organ systems. Humans have 11 major organ systems, and they work together even though each system has its own main job. The integumentary system protects the body and helps control temperature. The skeletal system supports organs and gives muscles a place to attach. The muscular system moves the body and can also move substances through hollow organs. The nervous system controls responses to stimuli. The endocrine system uses hormones to regulate growth, metabolism, and reproduction. The respiratory system exchanges gases in the lungs. The digestive system breaks down food and absorbs nutrients. The urinary system removes nitrogenous wastes and extra water. The lymphatic system helps immune defense. The reproductive system produces reproductive cells.

In simple organisms, transport can happen by diffusion because of their small size and large surface area to volume ratio. Sponges also rely on water flow through their pores to carry nutrients and wastes. More complex animals need circulatory systems to move materials farther and faster. These systems transport nutrients, waste products, hormones, and other molecules, while the respiratory system supports gas exchange with the outside environment.

Animal circulatory systems can be open or closed. Open circulatory systems are common in many invertebrates. They use one or more simple hearts, a vessel network, and open spaces that bathe organs in fluid for exchange. Vertebrates have closed circulatory systems, where blood stays inside vessels that branch through tissues. In this system, veins carry blood toward the heart, and arteries carry blood away from the heart.

Humans have a four-chambered heart with two circulation loops. Oxygen-poor blood from the body enters the right atrium, moves to the right ventricle, and is sent to the lungs. After gas exchange, oxygen-rich blood returns to the left atrium and then moves to the left ventricle. The left ventricle has a thicker muscle wall because it must pump blood to the rest of the body. Closed circulatory systems move blood quickly and efficiently and produce higher blood pressure than open systems.

Blood pressure and heart rate are used to measure how well the circulatory system is working. Blood pressure is measured in millimeters of mercury, or mmHg. Heart rate is measured in beats per minute. Blood pressure has two numbers. Systolic pressure is the pressure during ventricular contraction. Diastolic pressure is the lowest arterial pressure between contractions. Healthy adult values are usually about 90-120 mmHg for systolic pressure and 60-80 mmHg for diastolic pressure. A healthy adult heart rate is usually 60-100 beats per minute, and athletes often have lower resting heart rates because exercise makes the heart pump more efficiently.

High blood pressure, or hypertension, can damage blood vessels and is linked to heart attack and stroke. The transcript notes that systolic pressure is strongly associated with cardiovascular events, and systolic hypertension is more closely linked to those events than diastolic hypertension. Hypertension can result from genetic, lifestyle, and environmental factors. For example, eating a lot of salt can cause the body to retain extra water. That raises blood pressure and strains blood vessels. Injured vessel walls can also encourage plaque buildup, which can stiffen vessels and reduce blood flow.

Blood pressure is often measured with a sphygmomanometer and a stethoscope. A sphygmomanometer uses an inflatable cuff, a pump, and a pressure gauge. It is usually placed on the brachial artery in the upper arm, level with the heart. The cuff is inflated to 200 mmHg, which briefly stops blood flow and is safe for the arm. As the cuff deflates, blood starts flowing again. The first sound heard is the systolic pressure, and the last sound heard is the diastolic pressure. These sounds are called Korotkoff sounds, and they come from blood being forced through the vessels.

The circulatory system also works closely with the respiratory system to supply oxygen and remove carbon dioxide. Many aquatic animals use gills for gas exchange, and their respiration rate can be estimated by counting operculum movements. Respiration rate can change with temperature because oxygen moves differently in warm or cool environments. In water, dissolved oxygen decreases as temperature rises, which affects aquatic organisms that rely on diffusion. Terrestrial animals use internal structures such as lungs. In humans, inhalation happens when the diaphragm contracts and pulls air in, and exhalation happens when the diaphragm relaxes. Smoking is the leading cause of lung cancer and accounts for 80-90% of lung cancer deaths. The transcript also notes that more than 120,000 Americans die each year from smoking-associated lung cancer, showing how lifestyle choices can affect both circulatory and respiratory health.

Circulatory System: Blood Flow and Pressure

circulatory-system-blood-flow-and-pressure

scientific method

Scientific Method Steps and Controls

The scientific method gives scientists a way to solve problems and explain natural events. Its development grew alongside new ideas in science during the European Renaissance. Thinkers such as Francis Bacon, Galileo, and Isaac Newton helped formalize the process. Although the method has changed over time, much of its basic framework is still used today. The process begins with observation and a clear question. A scientist first notices a natural phenomenon and then asks why it happens. This...

diffusion and osmosis

Cell Membrane Transport and Water Balance

Cell membrane transport and water balance help cells move materials in and out of the cytoplasm. Cell membranes are semipermeable, which means some molecules can pass through while others cannot. The phospholipid bilayer and its embedded proteins control this movement. Some of these proteins act as transport channels for ions and carbohydrates that could not cross on their own. Cells stay small in part because of the surface-area to volume ratio. As a cell grows, its surface area does not keep...

cell structure

Cell Types and Organelles

Cells are the basic units of life, and their structures help explain how living things work. Cell theory says that every living organism is made of one or more cells, cells are the functional units of organisms, and new cells come from preexisting cells. Cells also share key features, including a plasma membrane, cytoplasm, DNA, and ribosomes. The plasma membrane is a phospholipid bilayer that surrounds the cell. It separates the cell from its environment and controls what enters and leaves.

macromolecules

Biomolecules and Their Tests

Biomolecules are the organic molecules that living things use for structure, energy, and heredity. They all have a carbon backbone and hydrogen atoms, and carbon can form four covalent bonds. That bonding flexibility lets carbon build chains, branches, rings, and other complex shapes. Biomolecules also commonly include oxygen, nitrogen, phosphorus, and sulfur. Small building blocks join together to make larger molecules. These units are called monomers. Two monomers can form a dimer through...

physiology of the circulatory system

The circulatory system moves blood, oxygen, nutrients, and wastes through the body to support homeostasis. Homeostasis is the stable internal balance that organisms must maintain even when the outside environment changes. Physiology is the study of how body systems work, and the circulatory system is one of the key systems that helps keep internal conditions steady. Body systems are built from cells, tissues, organs, and organ systems. Humans have 11 major organ systems, and they work together...

fundamentals

Explore how the circulatory system moves blood, how blood pressure is measured, and how it works with the respiratory system to support homeostasis.

Circulatory System: Blood Flow and Pressure | JoVE K12

Alabama Course of Study Science

9-12

Human Anatomy and Physiology

9-12.HA.1.8.b

Next Generation Science Standards

Life Science

HS-LS1-2

new-york-state-science-learning-standards

New York State Science Learning Standards

Structure and Function

HS-LS1-2.

HS-LS1-3.

Przygotuj się do nauczania Fizjologia układu krążenia dzięki temu 3-minutowemu przewodnikowi dla instruktorów. Obejmuje kluczowe kroki przygotowawcze dla laboratorium Biology na JoVE Lab Manual.

Przygotowanie instruktora do Fizjologia układu krążenia w Biology - Ponad 4.3K wyświetleń | JoVE Lab Manual

Postępuj zgodnie z procedurami Fizjologia układu krążenia krok po kroku w tym 7-minutowym filmie z protokołem studenckim. Część kolekcji Biology na JoVE Lab Manual.

Protokół studencki dla Fizjologia układu krążenia w Biology - Ponad 7.6K wyświetleń | JoVE Lab Manual

Characteristics of Life

Biology is a natural science that studies life and living organisms, including their structure, function, development, interactions, evolution, ...

https://cloudfront.jove.com/files/media/science-education/science-education-thumbs/10647.jpg

Levels of Organization

Biological organization is the classification of biological structures, ranging from atoms at the bottom of the hierarchy to the Earth&#x27;s biosphere. ...

the-tree-of-life-bacteria-archaea-and-eukaryotes

The Tree of Life - Bacteria, Archaea, and Eukaryotes

Prokaryotic Cells

Prokaryotes are small unicellular organisms that include the domains &#8212; Archaea and Bacteria. Bacteria include many common microorganisms, such as ...

Introduction to Virus

Viruses are unique biological entities that blur the boundary between living and non-living systems. Although they lack cellular structure and metabolic ...

Size and Structure of Viral Genomes

Viral genomes exhibit remarkable diversity in size, structure, and composition, influencing their replication strategies and interactions with host cells. ...

Compare and contrast existing models, identify patterns, and use structural and functional evidence to analyze the characteristics of life. Engage in argument about the designation of viruses as non-living based on these characteristics.
EXPLANATION: Students begin to develop patterns of living and non-living organisms in kindergarten and build on detailed characteristics of different classifications of living organisms throughout elementary and middle school. Biology 1 discussions introduce viral particles and viral cycles, building on student understanding of living organisms to engage in an argument regarding the classification of a viral particle as either living or non-living.

BIO1.LS1.1

What are Cells?

Cells are the smallest and basic units of life, whether it is a single cell that forms the entire organism, e.g., in a bacterium, or trillions of them, ...

Eukaryotic Compartmentalization

One of the distinguishing features of eukaryotic cells is that they contain membrane-bound organelles, such as the nucleus and mitochondria, that carry ...

Eukaryotic Evolution

The endosymbiont theory is the most widely accepted theory of eukaryotic evolution; however, its progression is still somewhat debated. According to the ...

Animal and Plant Cell Structure

Animal and plant cells not only differ in their structure, function, and mode of nutrition but also in how they reproduce, specialize, and organize into ...

Evaluate comparative models of various cell types with a focus on organic molecules that make up cellular structures.
EXPLANATION: Students explicitly discuss the structure and function of major cellular organelles in seventh grade. Building on this understanding, Biology I students should shift their focus to the different types of cells found in organisms and how the role of each cell type relates to its composition and the prevalence of different organelles within that cell. An example might include the absence (or enucleation) of the nucleus in red blood cells in mammals providing for increased levels of oxygen transport in organisms or the lack of centrioles in most neurons. Varying cell types can include both prokaryotic and eukaryotic cell types.

BIO1.LS1.2

Nucleic Acids

Nucleic acids are the most important macromolecules for the continuity of life. They carry the cell&#39;s genetic blueprint and carry instructions for its ...

The DNA Helix

Deoxyribonucleic acid, or DNA, is the genetic material responsible for passing traits from generation to generation in all organisms and most viruses. DNA ...

DNA Base Pairing

Erwin Chargaff&#x2019;s rules on DNA equivalence paved the way for the discovery of base pairing in DNA. Chargaff&#x2019;s rules state that in a ...

The Central Dogma

The central dogma explains the flow of genetic information from DNA nucleotides to the amino acid sequence of proteins.
RNA is the Missing Link Between ...

DNA Packaging

Overview

Eukaryotes have large genomes compared to prokaryotes. In order to fit their genomes into a cell, eukaryotes must pack their DNA tightly inside ...

Organization of Genes

Overview

The genomes of eukaryotes can be structured in several functional categories. A strand of DNA is comprised of genes and intergenic regions. ...

Karyotyping

Describing the number and physical features of chromosomes can reveal abnormalities that underlie genetic diseases. This description is facilitated by ...

Replication in Prokaryotes

Overview

DNA replication has three main steps: initiation, elongation, and termination. Replication in prokaryotes begins when initiator proteins bind to ...

Replication in Eukaryotes

Overview

In eukaryotic cells, DNA replication is highly conserved and tightly regulated. Multiple linear chromosomes must be duplicated with high ...

Mutations

Overview

Mutations are changes in the sequence of DNA. These changes can occur spontaneously or they can be induced by exposure to environmental factors. ...

Transcription

Overview
Transcription is the process of synthesizing RNA from a DNA sequence by RNA polymerase. It is the first step in producing a protein from a gene ...

Translation

Lesson: Translation
Translation is the process of synthesizing proteins from the genetic information carried by messenger RNA (mRNA). Following ...

RNA Structure

Overview
The basic structure of RNA consists of a five-carbon sugar and one of four nitrogenous bases. Although most RNA is single-stranded, it can form ...

RNA Stability

Intact DNA strands can be found in fossils, while scientists sometimes struggle to keep RNA intact under laboratory conditions. The structural variations ...

pre-mRNA Processing

In eukaryotic cells, transcripts made by RNA polymerase are modified and processed before exiting the nucleus. Unprocessed RNA is called precursor mRNA or ...

Types of RNA

Overview
Three main types of RNA are involved in protein synthesis: messenger RNA (mRNA), transfer RNA (tRNA), and ribosomal RNA (rRNA). These RNAs ...

MicroRNAs

siRNA - Small Interfering RNAs

Small interfering RNAs, or siRNAs, are short regulatory RNA molecules that can silence genes post-transcriptionally, as well as the transcriptional ...

piRNA - Piwi-interacting RNAs

PIWI-interacting RNAs, or piRNAs, are the most abundant short non-coding RNAs. More than 20,000 genes have been found in humans that code for piRNAs while ...

CRISPR and crRNAs

Bacteria and archaea are susceptible to viral infections just like eukaryotes; therefore, they have developed a unique adaptive immune system to protect ...

lncRNA - Long Non-coding RNAs

In humans, more than 80% of the genome gets transcribed. However, only around 2% of the genome codes for proteins. The remaining part produces non-coding ...

What are Proteins?

Protein Organization

Protein Folding

Protein Families

Protein families are groups of homologous proteins; that is, they have similarities in amino acid sequences and three-dimensional structures. Protein ...

conservation-of-protein-domains-over-different-proteins

Conservation of Protein Domains Over Different Proteins

Protein domains are small structurally independent units that are part of a single amino acid chain.&#160; Although these domains are often structurally ...

Globular and Fibrous Proteins

Many proteins can be classified into two distinct subtypes - globular or fibrous. These two types differ in their shapes and solubilities.
Globular ...

Intrinsically Disordered Proteins

Intrinsically disordered proteins are a group of proteins that do not fold into specific three-dimensional structures. Their structural flexibility allows ...

Protein Complex Assembly

Proteins can form homomeric complexes with another unit of the same protein or heteromeric complexes with different types.&#160; Most protein complexes ...

Conjugated Proteins

Simple proteins and protein complexes contain only amino acids. In contrast, many other proteins, called conjugated proteins, covalently bond with ...

Allosteric Proteins-ATCase

Binding sites linkages can regulate a protein&#39;s function.&#160; For example, enzyme activity is often regulated through a feedback mechanism where the ...

Amyloid Fibrils

Amyloid fibrils are aggregates of misfolded proteins.&#160; Under most circumstances, misfolded proteins are either refolded by chaperone proteins or ...

Cooperative Allosteric Transitions

Cooperative allosteric transitions can occur in multimeric proteins, where each subunit of the protein has its own ligand-binding site. When a ligand ...

Antibody Structure

Phosphorylation

Ligand Binding Sites

Proteins are dynamic macromolecules that carry out a wide variety of essential processes; however, the activities of most proteins depend on their ...

Protein Kinases and Phosphatases

Proteins undergo chemical modifications that trigger changes in the charge, structure, and conformation of the proteins. Phosphorylation, acetylation, ...

Protein-protein Interfaces

Many proteins form complexes to carry out their functions, making protein-protein interactions (PPIs) essential for an organism&#39;s survival. Most PPIs ...

GTPases and their Regulation

Guanine nucleotide-binding proteins (G-proteins), also known as GTPases, are a superfamily of proteins that regulate many cellular processes, such as cell ...

Conserved Binding Sites

Many proteins&#8217; biological role depends on their interactions with their ligands, small molecules that bind to specific locations on the protein ...

Covalently Linked Protein Regulators

Proteins can undergo many types of post-translational modifications, often in response to changes in their environment. These modifications play an ...

the-equilibrium-binding-constant-and-binding-strength

The Equilibrium Binding Constant and Binding Strength

The equilibrium binding constant (Kb) quantifies the strength of a protein-ligand interaction. Kb can be calculated as follows when the reaction is at ...

protein-complexes-with-interchangeable-parts

Protein Complexes with Interchangeable Parts

Groups of proteins may form a complex where each protein in this complex has a different role in the overall execution of the complex&#8217;s function. ...

Cofactors and Coenzymes

Mechanical Protein Functions

Proteins perform many mechanical functions in a cell. These proteins can be classified into two general categories- proteins that generate mechanical ...

Allosteric Regulation

Structural Protein Function

Structural proteins are a category of proteins responsible for functions ranging from cell shape and movement to providing support to major structures ...

Ligand Binding and Linkage

Allosteric proteins have more than one ligand binding site; the binding of a ligand to any of these sites influences the binding of ligands to the other ...

Protein Networks

An organism can have thousands of different proteins, and these proteins must cooperate to ensure the health of an organism. Proteins bind to other ...

Integrate evidence to develop a structural model of a DNA molecule. Using the model, develop and communicate an explanation for how DNA serves as a template for self-replication and encodes biological information.
EXPLANATION: Discussions of DNA in earlier grades have been limited to discussions of genes and the role of genes in the appearance and activities of an organism. Biology 1 represents a student's introduction to a molecular model of a DNA as well as the organization of DNA into genes and genes subsequently into chromosomes. Students should address interactions between genes in proteins which regulate both the shape and reproduction of DNA molecules. It is important to note that not all segments of DNA are transcribed for proteins. Portions of DNA are involved in regulating the expression of genes or affect the structure of the chromosomes (replication origin, centromeres, and telomeres).

BIO1.LS1.3

What is the Cell Cycle?

The cell cycle refers to the sequence of events occurring throughout a typical cell&#8217;s life. In eukaryotic cells, the somatic cell cycle has two ...

Interphase

The cell cycle occurs over approximately 24 hours (in a typical human cell) and in two distinct stages: interphase, which includes three phases of the ...

The Cell Cycle Control System

Positive Regulator Molecules

Inhibition of CDK Activity

S-Cdk Initiates DNA Replication

M-Cdk Drives Transition Into Mitosis

Mitogens and the Cell Cycle

Replicative Cell Senescence

Abnormal Proliferation

cells-coordinate-growth-and-proliferation

Cells Coordinate Growth and Proliferation

Mitosis and Cytokinesis

In eukaryotes, the cell division cycle is divided into distinct, coordinated cellular processes that include cell growth, DNA replication/chromosome ...

Chromosome Duplication

Cohesins

Condensins

The Mitotic Spindle

Centrosome Duplication

Spindle Assembly

Attachment of Sister Chromatids

Forces Acting on Chromosomes

Separation of Sister Chromatids

The Spindle Assembly Checkpoint

Create a model for the major events of the eukaryotic cell cycle, including mitosis. Compare and contrast the rates of cell division in various eukaryotic cell types in multicellular organisms.
EXPLANATION: Students first discuss mitosis in seventh grade, specifically focusing on the role of mitosis in creating genetically identical daughter cells. Biology 1 discussions should connect a student's understanding of gene expression and protein function with the process of mitosis to explore the differentiation of cell types from otherwise identical daughter cells. Discussions should also include varying rates of mitotic division and the relationship between these rates of division and the function of specific cell types within eukaryotic organisms. Examples may include the extremely limited use of mitosis by neurons due to their interconnectedness within neural networks or the rapid rates of mitosis with growing root tips.

BIO1.LS1.6

Circulatory System: Blood Flow and Pressure

Description

Transcript

Tags

More videos by Standards